Introduzione Difetti Cristallini

Quando un materiale forma la sua struttura cristallina è possibile che quest'ultima "nasca" con dei piccoli, o grandi difetti, in particolare possiamo trovare 3 tipi di difetti:

• 0D, ovvero difetti puntuali e possono essere: Vacanze, assenza di un elemento ed interrompono l'ordine; Impurezze Sostituzionali, c'è un elemento diverso rispetto a quello orginale; Impurezze interstiziali, un elemento va a dislocare gli elementi vicini.
• 1D, difetti di linea: Dislocazione, una nuova linea di elementi si inserisce "a caso" di fatto interrompendo la linea precendente (Una linea di elementi disposti, viene interrotta da questa nuova linea, se disegnamo le linee degli atomi, è come se ci fosse un bivio che è subito parallelo).
• 2D. difetti di superficie: Interfaccie, inserimento di una porzione di piano con orientazione diversa; Bordi di Grano; Superfici

Arrivati a questo momento viene da chiedersi come mai non sono inclusi i difetti 3D. La risposta è semplice: difetti di volume o massa, tridimensionali, sono in realtà difetti microstrutturali e non propriamente del reticolo cristallino.

Dobbiamo precisare anche che:

• La presenza di difetti aumenta l'energia interna del cristallo, ma abbassa l'energia libera.
• Il numero di difetti all'equilibrio dipende dalla temperatura:

dove Ed rappresenta l'energia richiesta per l'attivazione del difetto

I difetti puntuali regolano:

• La formazione di leghe e proprietà meccaniche (durezza)
• Diffusione e trasformazione allo stato solido
• Conduttività elettrica e tecnica
• Attività catalitiche e formazione di centri di calore

L'energia necessaria ad attivare il processo di formazione del difetto può essere fornita dall'esterno sottoforma di deformazione meccanica, trattaento termico o altre forme di irraggiamento che incrementano le vibrazioni tra atomi e aumentano di fatto la probabilità che gli atomi si allontanino tra di loro.

I difetti possono essere anche classificati in base a quando si verificano, in particolare abbiamo:

• Difetti nativi, ovvero difetti formati durante la creazione del cristallo
• Difetti consequenziali, difetti che si sono formati grazie a sollecitazioni esterne di qualsiasi natura che hanno modificato la struttura cristallina creando o modificando difetti.